Учёные Томского политехнического университета (ТПУ) разработали простой и масштабируемый способ получения катализаторов для выделения водорода из сельскохозяйственных отходов. Результаты исследований показали, что биомасса придаёт катализатору особую текстуру, которая повышает активность выхода водорода.
Карбиды переходных металлов, например, карбид молибдена, — эффективные, стабильные и недорогие катализаторы для получения водорода. Традиционные методы их производства (пиролиз, синтез с помощью расплавленных солей или дуговой разряд в инертной среде) энергозатратны, требуют сложных этапов и дорогого сырья, что делает процесс затратным и вредным для окружающей среды.
Учёные молодёжной лаборатории перспективных материалов энергетической отрасли ТПУ предложили использовать в качестве катализатора карбид молибдена, полученный с использованием углерода из сельскохозяйственных отходов — рисовой шелухи, каучука, соломы, листьев ивы, смеси листьев и кедровой щепы. Биомассу политехники подвергали пиролизу, а затем из полученного углерода и порошка молибдена синтезировали карбид. Синтез осуществляли безвакуумным электродуговым методом. Эта технология также разработана учёными ТПУ.
Карбиды переходных металлов, например, карбид молибдена, — эффективные, стабильные и недорогие катализаторы для получения водорода. Традиционные методы их производства (пиролиз, синтез с помощью расплавленных солей или дуговой разряд в инертной среде) энергозатратны, требуют сложных этапов и дорогого сырья, что делает процесс затратным и вредным для окружающей среды.
Учёные молодёжной лаборатории перспективных материалов энергетической отрасли ТПУ предложили использовать в качестве катализатора карбид молибдена, полученный с использованием углерода из сельскохозяйственных отходов — рисовой шелухи, каучука, соломы, листьев ивы, смеси листьев и кедровой щепы. Биомассу политехники подвергали пиролизу, а затем из полученного углерода и порошка молибдена синтезировали карбид. Синтез осуществляли безвакуумным электродуговым методом. Эта технология также разработана учёными ТПУ.
«Регулирование процесса синтеза и использование разных видов сельскохозяйственных отходов позволяют настраивать текстуру и пористость образцов карбидов под конкретные требования катализатора. Наши исследования показывают, что замена технического углерода на отходы биомассы позволяет существенно снизить стоимость карбида молибдена», — рассказала один из авторов исследования, научный сотрудник лаборатории перспективных материалов энергетической отрасли ТПУ Юлия Васильева.
Учёные провели исследования фазового состава и микроструктуры полученных образцов карбида молибдена с помощью рентгеновской дифракции, электронной микроскопии и рамановской спектроскопии, а также оценили каталитическую активность материала при электрическом разложении воды в кислотной и щелочной среде. Результаты показали, что разная биомасса в составе углерода даёт разные показатели высвобождения водорода. Так, лучший показатель продемонстрировал карбид молибдена из углерода на основе кедровой щепы.
«Для получения катализаторов на основе карбида молибдена из биомассы с оптимальными характеристиками (чистотой и эффективностью) требуется 40-процентный избыток углерода. Такие материалы обладают особенной текстурой и пористостью, которая повышает активность и транспортировку водорода», — отметила Юлия Васильева.
Учёные продолжат исследования по разработке и испытанию характеристик различных материалов для получения максимально эффективных катализаторов процесса получения водорода.
Исследование выполнено при поддержке Минобрнауки России.
Исследование выполнено при поддержке Минобрнауки России.
Источник: Минобрнауки России (19.03.2026)
